假体肘控制系统的功能评估—Ⅰ:方法说明

本文阐述一种新颖的控制系统,该系统可使一位截肢的患者通过肌电活动来命令假体肘并通过模拟未受损的神经与肌肉系统的一些重要特性,这个被推出的控制器使假体肘象真肘一样对截肢者的随意肌命令和外界环境的力矩作出反应。同时还阐述了一种功能性的评估假体肘控制器的新实验,该实验的设计要求当截肢者作一个紧张的运动动作时,引起假体完成种种的控制。由于截肢者本能的处于紧张状态,突出地表现为假体对两种情况的反应:随     

用同步脉宽及刺激周期的调制对电刺激的肌肉进行反馈控制

本文讨论了使用同步脉宽和频率调制方法对电刺激的肌肉进行闭环控制的问题。以往的研究工作已经用固定的参数和调制脉宽的的自适应控制器从实验上证明了肌肉力具有很好的反馈规律。我们可以看到将脉冲频率调制加到脉宽调制中是如何改善控制器的性能的。这种组合控制器已经被开发用于单一的肌肉触发和对抗肌之间的相互刺激中。这是通过一个单信号输入来完成的。在单一的肌肉动作中,脉宽调     

假体肘控制系统的功能评估—Ⅱ:方法运用

本文阐述的是第一部分所阐述的两种肌电假体肘控制器功能评估方法的运用:控制器在波士顿(Bostion)肘、艺术假体肘和一个被提出的未加工的模拟无损伤肘的控制系统中的运用。评价控制器可以这样来进行。当一个截肢的受试用在各种控制系统中被操作的假体实现一种紧张的动作时。评价它的功能性能力是在非在线的情况下用他的肌电活动、肢体运动及紧张状态下的临界力的取样值来进行的。用所设     

基于功能性电刺激的腕关节多自由度震颤抑制仿真研究

应用功能性电刺激(FES)技术,设计了两自由度的病理性震颤抑制系统,能够实现对人体腕关节内外翻和上下切自主运动过程中伴随的震颤进行抑制。首先建立了腕关节的肌骨模型,针对参与腕关节内外翻和上下切运动的四块主要肌肉(桡侧腕长伸肌、桡侧腕屈肌、尺侧腕伸肌、尺侧腕屈肌)进行建模,同时建立了腕关节的二阶机械阻抗动力学模型。然后以腕关节肌骨模型为控制对象设计了FES抑震控制器,提出了基于逆模型的前馈控制与线性二次型调节器(LQR)最优控制相结合的复合控制策略。在此基础上仿真了在阶跃、正弦以及真实患者数据3种输入作为自主运动的情况下,系统对于震颤的抑制,结果表明该FES抑震控制器能够对多自由度震颤幅度实现94%以上的抑制。     

表面肌电信号的时变AR模型参数评估肌疲劳程度的研究

目的 本研究针对表面肌电信号的非平稳特性,采用时变参数AR模型的方法对表面肌电信号进行分析,实现对短时表面肌电信号的肌肉疲劳快速评估.方法 应用时变参数模型对10名受试者疲劳前、后的肌电信号进行特征提取,建立时变参数AR模型,并采用递推最小二乘算法求解模型的时变参数,将线性非平稳问题转化为线性时不变问题.结果 以时变参数AR模型的第一个时变参数的均值作为肌肉疲劳的快速指针.实验证明时变参数比传统的中值频率对疲劳反应的灵敏度高（提高范围为37.80%到324.46%）.结论 该方法可以实现对短时表面肌电信号的肌肉疲劳快速评估,为腰肌劳损的诊断和康复治疗,以及人体工效学的研究提供一个可靠的工具.     

纸模型的制作与使用

解剖学是一门形态学学科.传统教学法对肌学教学采用挂图、模型等教具,给学生建立一个形态概念,这固然无可厚非,但有时显得呆板,使用也不方便.肌学教学采用系统彩色骨骼肌纸模型则显得新颖.分解、结合自如,灵活方便,有其独到之处.1 材料与制作 根据骨架大小,采用有弹性有韧性颜色不同的厚纸,在绘图的基础上(结合标本)剪出大小相符、形态逼真的每块肌模型,如前锯肌具有8～9个肌齿,形似弧形的板锯,小腿三头肌有三个头,腹直肌上有3～4条横行的腱划,轮匝肌有环形的肌纤维,指浅屈肌止健有分开的二个腱束等;每块肌模型剪好后,再用广告画颜料、墨汁描绘出肌腹的肌纤维和白色的肌腱或腱膜.再涂上薄层清漆加固.纸模型反面注上肌的名称、起止与作用.(2)起点相同的肌群接起点组合在一起,并注意     

面向外骨骼的下肢多模态协同量化分析与康复评估方法

针对传统下肢康复量表评估方法费时、费力且难以在外骨骼康复训练中使用的问题，本文基于下肢外骨骼机器人训练提出了一种多模态协同信息融合的下肢步行能力定量评估方法。该方法通过引入定量的协同指标融合电生理和运动学层面信息，显著提高康复评估过程的效率和信度。首先，采集受试者穿戴外骨骼步行训练的下肢肌电和运动学数据。然后，基于肌肉协同理论，使用协同量化算法构造肌电和运动学的协同指标特征。最后，融合电生理和运动学层面信息，建立模态特征融合模型，输出下肢运动功能评分。试验结果表明，本文所构造的肌电、运动学协同特征与临床量表的相关系数分别为0.799和0.825。融合后的协同特征在K近邻（KNN）模型中的结果得到了更高的相关系数（r=0.921,P <0.01）。该方法可以根据评估结果修改外骨骼机器人的康复训练模式，为实现“人在环中”的评估—训练同步模式奠定了基础，也为下肢远程康复训练和评估提供了一个潜在的方法。     

基于生成对抗网络的彩色眼底图像硬性渗出检测方法

糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病严重的并发症,是视力损害最常见的原因之一。硬性渗出物(HE)是DR早期的症状之一,从眼底图像中对硬性渗出的准确检测是DR筛查的关键步骤。提出一种基于生成对抗网络(GANs)的视网膜硬性渗出的自动检测方法。相比一般的卷积神经网络,生成对抗网络由生成式模型G和判别式模型D组成,两者之间的博弈与竞争使得生成对抗网络能够更加精确地检测眼底图像中的硬性渗出。首先,为了避免视盘对后续硬性渗出检测的干扰,根据血管分布信息与全局灰度信息,准确定位视盘(OD)中心并掩盖视盘;然后,交替迭代训练生成式模型G和判别式模型D,得到在验证集上分割效果最佳的模型并保存。所提出的算法在e-ophtha EX数据库上训练和验证,并进行像素级评估,获得88.6％、84.3％和86.4％的平均灵敏度、PPV和F-score。在另一个独立的DIARETDB1数据库上进行测试,获得的平均灵敏度、特异性和准确性分别为100％、96.2％和97.8％。综上所述,两个视网膜图像数据库的评估结果证明,生成对抗网络的博弈模式能够有效地检测彩色眼底图像中的硬性渗出。     

重肌灵片治疗重症肌无力的免疫调节机理研究

目的：探讨重肌灵片的免疫调节机制。方法：采用正常小鼠、免疫抑制模型小鼠和EAMG大鼠模型观察重肌灵片的免疫调节作用。结果：重肌灵片增强ConA或LPS诱导的正常小鼠及免疫抑制模型小鼠T、B细胞的增殖，促进1L-2分泌；能对抗ConA诱导的EAMG大鼠淋巴细胞增殖的降低；但抑制AChR诱导的淋巴细胞增殖及IFN-γ、IL-4mRNA的表达；此外，能显著促进EAMG大鼠CD4^＋T淋巴细胞的凋亡。结论：重肌灵片增强正常小鼠、免疫抑制小鼠和EAMG大鼠的免疫功能，但抑制AChR诱导的特异性的T细胞增殖及IFN-γ、IL4mRNA的表达，该作用可能是通过诱导AChR特异性的CD4^＋T细胞凋亡实现的。     

骨骼肌松弛药药理实验研究进展

骨骼肌松弛药在临床上发挥着重要作用,近年来肌松药药理活性方法学研究不断完善。本文重点从药理模型及方法、药理评估指标以及试验中的注意事项3方面进行分析阐述,总结药理实验中肌松药的成熟研究方法。     

肌苷对尾部悬吊大鼠比目鱼肌梭内、外肌纤维肌球蛋白重链表达的影响

目的探讨肌苷注射液对尾部悬吊大鼠比目鱼肌(SOL)梭内、外肌纤维肌球蛋白重链(MHC)表达的影响。方法采用大鼠尾部悬吊法建立后肢骨骼肌废用模型,用免疫组化染色法检测肌苷注射液对大鼠SOL梭内、外肌纤维MHC表达的影响。结果尾部悬吊14d后,大鼠SOL肌梭内、外肌纤维中快缩型MHC的表达均有增加;而在吊尾期间注射肌苷后,SOL肌梭内、外肌快缩型MHC的表达没有明显变化。结论肌苷注射液对尾部悬吊大鼠SOL肌梭内、外肌纤维MHC表型的转化有明显的对抗作用。     

根轨迹对闭环SO_2起搏器心血管系统的应用

一早期已建立的起搏器心血管系统非线性模型包含了一项在前回路中的1/CO。其中,CO(心输出量)是心率和运动量大小的一个线性函数。为了评估起搏器控制器增益在超过一定范围时系统动态行为,建立了一个分段的线性模型。该模型关于稳态的心率通过取1/CO台劳级数展开式前西项而被线性化。在前环具有时间延迟元件共同特性的根轨迹算法被用于计算线     

人为刺激肌肉用于非线性关节角度的控制

用电刺激肌肉的开环与闭环控制器的设计完全取决于肌肉输入输出特性数学模型的提出与评估。肌肉模型包含三个因素:肌肉刺激动态因素、角度转矩关系因素以及转角速率关系因素。这些因素的叠加,使输出转矩与输入刺激和关节角度联系在一起。测定这个模型参数的实验方法已被设计并得到评估。基于这种方法的开环非线     

建立基于广义Hamilton及Lie群理论的人体骨肌系统动力学方程

目的　建立一种基于广义Arial及Arial群理论的人体骨肌系统动力学建模方法。方法　首先,定义了人体骨肌系统的广义坐标,建立了人体骨肌系统Arial群位形流形;其次,在广义Arial动力学体系下建立了人体骨肌系统的动力学模型;最后,研究了该动力学模型的计算方法。结果　给出了基于广义Arial及其群理论的人体骨肌系统动力学方程,并以一个举重动作为例进行了骨肌系统动力学算法分析。结论　所提出的人体骨肌系统动力学方程能够有效真实地对人体骨肌系统进行动力学描述,为人体骨肌系统动力学分析提供了一种新方法。     

基于中枢模式发生器控制的电刺激步行康复系统设计与实验

研发功能性电刺激(FES)康复系统来实现下肢瘫痪病人的行走运动。控制器采用基于中枢模式发生器(CPG)的仿生控制机理。针对基于递归神经振荡器的CPG模型,研究关键参数(激励性输入、时间常数、感觉反馈、输出阈值)对CPG输出幅值、频率、相位以及占空比的影响。建立包含12个神经元的CPG网络,以控制双腿的4个关节(左/右髋关节和膝关节)和八组肌群(左/右髂腰肌、臀大肌、股直肌和腘绳肌)。所搭建的实验系统和平台,包括悬吊减重系统、助行系统、电刺激系统和运动检测系统。在正常受试者参与的实验中,受试者在CPG控制的电刺激作用下产生非自主行走运动。实验结果表明,受试者双腿的髋关节和膝关节角度与正常人自主行走时的数据达到定性吻合,验证所设计的CPG控制器在FES康复系统中的可行性与有效性。     

一种多通道时间序列肌处理器的实验演示:系统测试和评估

作者研制了一种多通道时间序列肌处理器,并通过实验对其进行了评估。这种肌处理器综合了Doerschuk等人研制的并行滤波肢体函数分类器和Hogan等人描述的最优肌处理肌力估计器几个部位的肌电图中准确而完整地辨析出膝盖运动的幅度和方向。作者测试了电极放置规范,并计     

冲击载荷作用下运动员下肢动态响应的逆向动力学仿真

目的分析冲击载荷作用下羽毛球运动员下肢关节肌肉的动态响应变化。方法基于Any Body Modeling System软件建立人体肌骨模型,采用实测表面肌电信号进行验证,以运动捕捉系统和测力台测量数据进行模型驱动,对羽毛球右前场蹬跨步上网过程中下肢肌肉肌力、关节力和关节力矩进行逆向动力学仿真与分析。结果所建人体下肢肌骨模型经肌电信号验证有效。羽毛球蹬跨步上网过程中,髋、踝关节Z方向内力峰值显著高于X和Y方向内力峰值,而膝关节X方向内力峰值显著高于Y和Z方向内力峰值;缓冲期,髋关节X、Y、Z方向依次表现为内收力矩、伸髋力矩和内旋力矩,膝关节X、Y、Z方向依次表现为外展力矩、屈膝力矩、外旋力矩,踝关节X、Y方向依次表现为内翻力矩、跖屈力矩,且髋、膝、踝关节X方向力矩峰值显著高于Y和Z方向;股外侧肌、股二头肌、胫骨前肌、腓肠肌内侧在对抗地面冲击载荷时的肌力发挥较大,股直肌、半膜肌、比目鱼肌发挥的作用相对较小。结论建立的下肢肌骨模型可为冲击载荷作用下运动员下肢生物力学特性分析提供技术平台。为避免运动损伤,类似羽毛球前场蹬跨步上网冲击动作中尤其要重视触地瞬间地面反作用力载荷对髋、膝、踝关节前后及内外侧方向生物力学性质的影响,同时在对羽毛球运动员进行专项训练时切勿忽视对股外侧肌、股二头肌、胫骨前肌的专项力量发展。     

神经调节肌肉收缩的模型参考控制

所有物理对象在某种程度上都是非线性的,在包含非线性时变参数的复杂系统中,利用模型参考控制可以取得比较满意的性能指标。对于有质量M的二阶肌肉模型,考虑肌组织粘滞系数B、弹性系数K的非线性时变参数影响后,按照李亚普诺夫(Liapunov)稳定性理论,可以设计一个神经非线性输出的控制器,使肌肉在神经调节下能稳定地工作,动作准确,误差最小。     

基于光学体表监控和X射线透视影像的膈肌运动自动跟踪

目的:基于直线加速器的光学体表监控系统和X射线透视影像利用人工智能构建膈肌顶点运动的自动跟踪模型。方法:同步采集7例肝肿瘤患者胸腹部的光学体表运动信息和千伏级X射线透视影像,选取其中3例患者数据利用主成分分析与偏最小二乘回归结合的方法计算不同体表感兴趣区域与膈肌运动的相关系数,选择相关系数最大的体表感兴趣区域作为光学体表监控区。首先,使用全卷积网络模型自动识别透视图像中膈肌顶点的位置;再利用随机森林方法建立体表与膈肌顶点运动的关联模型,基于体表运动信息实时预测膈肌顶点运动轨迹;最后,把自动跟踪的膈肌顶点位置与放疗医生手动勾画位置进行对比,以评估模型精度。结果:3例患者的体表感兴趣区域与膈肌运动的平均相关系数在前后（AP）方向最高达到（0.73±0.01） mm,上下（SI）方向最高达到（0.88±0.01） mm。自动跟踪模型预测结果与手动勾画位置的平均绝对误差和均方根误差SI方向分别为（3.09±0.79） mm和（3.89±0.89） mm,AP方向分别为（1.42±0.43） mm和（1.78±0.46） mm。结论:体表呼吸运动与体内膈肌运动是相关的,在放疗过程中基于光学体表运动信息可以实时跟踪体内膈肌顶点运动,该技术可用于胸腹部肿瘤放疗期间膈肌附近肿瘤的实时及无创运动管理。     

掌长肌腱转位重建屈肌支持带的临床应用

目的:介绍用掌长肌腱逆行转位重建屈肌支持带的方法.方法:应用掌长肌腱逆行转位,折返、重叠、编织等方法,在涉及屈肌支持带延长、松解、缺失等术式中重建屈肌支持带21例(23侧).结果:本组重建屈肌支持带21例(23侧)全部成功,随访16例(18侧),在对抗强阻力下屈曲腕关节无一例出现腕部"弓弦畸形"及肌力减低,正中神经卡压等情况.肌腱按TAM评价法评定:总优良率88.9%.结论:掌长肌腱转位重建屈肌支持带是一种简便易行,疗效确切的方法.